用于无线通信的装置和方法、电子设备及其方法_4

文档序号:9648858阅读:来源:国知局
的邻近小区分区在一个示例中定义为粗虚线内的 所有其他小区分区。对于已经分配了上行导频序列的小区分区比如小区分区1,在其邻近小 区分区中选择干扰最小的小区分区并向其分配相同的上行导频序列,干扰比如可W采用上 式化)中的Rmsi来度量。重复该步骤,直到已经分配了上行导频序列的小区分区(即小区 分区1-12)无法找到邻近小区分区为止。对于剩余的小区分区,可W采用遍历捜索的导频 分配方式,返回参照图6,其示出了通过上述导频分配过程获得的导频图样的一个示例。 阳127] 此外,对于剩余的小区分区,还可W采用与其直接相邻的小区分区均不同的上行 导频序列的导频分配方式,W进一步减小计算复杂度。应该理解,图11和图6仅示出了小 区分区划分和导频图样生成的示例,本申请应用的范围并不限于此。
[0128] 注意,W上的示例中虽然为每个小区分区分配了一个上行导频序列,但是,也可W 为每个小区分区分配一组上行导频序列,其中,每组中的各个上行导频序列相互正交。并 且,可W向相邻的小区分区分配不同的上行导频序列的组,W降低用户间的干扰。
[0129] 如前所述,W上提及的多个小区可W包括宏小区和小小区,并且小小区的小区分 区数目比宏小区的小区分区数目少。
[0130] 此外,作为一个示例,如果小小区覆盖范围较小,也可W不对其划分分区,而是将 整个小小区作为一个小区分区对待。在运种情况下,分区单元401仅对宏小区进行分区处 理。 阳131] 传统方法中,为了保证宏小区用户与小小区用户间没有相互干扰,宏小区用户和 小小区中的用户均采用相互正交的导频。此时,为了保证导频间的正交性,宏小区所能支持 的用户数量将会减少。而通过采用本实施例的技术,将小小区也作为干扰源,所得到的导频 图样能够增加宏小区所能同时服务的用户数量,从而显著提高系统的整体性能。 阳132] 为了便于理解本实施例对于系统性能的改进,W下给出一个具体的仿真示例。在 该示例中,采用图11所示的小区构成和小区分区划分模式,即假设有7个同构小区,接入点 采用一维均匀间隔线性天线阵列,每个小区中的用户个数为12且依据到接入点的水平到 达角范围被划分为12个小区分区,并假设每个小区分区到各自的接入点的到达角的范围 是相同的。其中位于中屯、的小区为目标小区,仿真研究的对象是目标小区中的用户受到的 小区间干扰W及所能达到的最高上行数据率和最高下行数据率,分别对传统方法和使用根 据第=实施例所述的装置300的情形进行比较。 阳133] 如上所述,采用本实施例的方式生成了如图6所示的导频图样。图中每个小区分 区的编号代表该小区分区所使用的上行导频序列组的序号,即编号为1的小区分区中,其 用户均使用1组的上行导频序列。 阳134] 仿真中采用如下多径信道模型:
[0136] 其中,心为第1个小区内的某一用户到第m个小区接入点间的信道向量;P为多 径的数量;为第P条多径到第m个小区内接入点的到达角;TP为第P条路径的大尺度 衰落系数;向量a(0)为到达角0的梯度向量,表示如下:
[0138] 其中,D为接入点天线间距;A为接收信号波长;L为小区编号(在本例中为0-6)。 仿真中所用的其他具体参数如下:小区半径为500米,路径损耗系数为3. 5,阴影衰落方差 为8地,载波频率为2GHz,天线间距为信号波长的一半,多径个数为50,角度扩展为10°。其 中,角度扩展分布采用两种分布模型,其一是均匀分布,能够保证不同分区间的用户的到达 角完全不重叠;另一种是标准差为10°的高斯分布。同时,为了保证同一小区内用户能够 通过导频辅助的手段完全区分开,下行数据预编码均采用迫零预编码算法,上行数据检测 也采用迫零检测算法。为简化分析,运里只列出对小区分区1中用户的分析结果。
[0139] 首先对接入点信道估计的均方误差进行分析,仿真中均方误差计算如下:
阳141] 其中,向量h为实际的信道系数向量,h为估计得到的信道系数向量。 阳142]图13为信道估计均方误差的仿真结果,分别针对均匀分布和高斯分布两种角度 扩展分布模型,其中,传统方法为只进行导频辅助的信道粗估计,而不进行后续基于通信设 备的地理位置的滤波处理,此外,还示出了本申请的采用滤波的方法,包括基于离散傅里叶 变换的滤波方法W及采用线性卷积的滤波方法。
[01创如图13所示,当使用相同上行导频序列组的用户的到达角不重叠时,采用本申请 的方法能够显著降低信道估计的均方误差,并且随着接入点天线数量的增加,均方误差也 会随之降低。但当使用相同上行导频序列组的用户到达角相互重叠时,本申请的方法不能 有效降低信道估计的均方误差,且随着接入点天线数量的增加,信道估计的均方误差也并 没有随之降低。运是由于对于高斯分布的角度扩展,其到达角没有完全被限制于某一区间 内,因此在滤波时,部分多径被矩形窗滤除掉。此时,即使接入点的天线数量增加,信道估计 的均方误差也无法随之降低。
[0144] 虽然图13的结果表明,在使用相同上行导频序列的用户到达角相互重叠时,接入 点的信道估计均方误差无法显著降低,但是后续的仿真表明,本申请的方法仍然能够有效 提高系统的容量。为此,首先定义上下行信干比(SIR)。例如,中屯、小区(定义为小区0)的 小区分区1的上行信干比计算如下:
[0145]
[0146] 其中,hkm为第m个小区中第S个分区到第I个小区中接入点的信道系数向量;矩 阵Agm为第m个小区中对第S个分区中用户所使用的检测矩阵,仿真中采用迫零检测算法。 阳147] 中屯、小区分区1的下行信干比计算如下:
[0148]
阳149] 其中,Wgm为第m个小区中对第S个分区中用户所使用的预编码矩阵,仿真中采用 迫零预编码算法。
[0150] 上下行信道容量均可通过信干比计算,计算方法分别如下:
[0151] 阳K2] 阳153] 图14为小区分区1中用户的上行链路信道容量。如图14所示,采用本申请的上 述技术,虽然在高斯分布的角度扩展情况下,无法获得信道估计均方误差的降低,但是其上 行容量仍然能够随着接入点天线数的增加而不断提高。不过相比于均匀分布的角度扩展, 其上行容量仍然有一定损失。图15为小区分区1中用户的下行链路信道容量。与图14类 似,无论角度扩展服从均匀分布还是高斯分布,本申请的方法都能使下行容量随着接入点 天线数量的提高而上升,与传统方法相比,本申请的方法获得了明显的增益。 阳154] 应该理解,该系统示例仅是为了说明的目的,不应认为其是对本申请的范围的限 制。 阳155] <第六实施例〉 阳156] 在该实施例中,用于无线通信的装置为与多个小区对应的基站通信的中央节点, 图16示出了根据该实施例的用于无线通信的装置500的结构框图,除了包括与图8的各个 单元相同的单元之外,装置500还包括:通信接口 501,被配置为将相应的导频图样通知各 小区基站。
[0157] 其中,通信接口 501可W响应于小区基站的请求发送导频图样,或者周期性地进 行发送,又或者在重新生成了导频图样的情况下发送。
[0158] 此外,在一个示例中,多个小区可W分别具有不同的开关状态,导频图样生成单元 402被配置为针对不同的小区开关状态组合来生成导频图样,并存储为映射表。
[0159] 运是由于小区的开关状态的变化影响了小区间的干扰状况,因此会导致导频图样 的变化。尤其地,当宏小区中包括小小区时,小小区的开关状态变化可能更为常用,导频图 样生成单元402可W针对各种开关状态的组合来生成相应的导频图样并进行存储。
[0160] 相应地,通信接口 501可W被配置为在小区开关状态发生变化的情况下,基于映 射表来向各小区基站重新通知当前开关状态下的相应导频图样。具体地,将分配给各个小 小区的上行导频序列的信息通知给相应的基站。可替选地,通信接口 501也可W采用定期 通知的方式。 阳161] 当然,导频图样生成单元402也可W不预先存储针对各种开关状态组合的导频图 样,而是在需要时临时生成。
[0162] 通过生成针对不同的小区开关状态的组合的导频图样,装置500可W向各个小区 基站提供适合当前环境的导频图样,有助于提高系统性能。 阳163] 上文的装置400、500可WW组件的形式(例如控制忍片)设置于管理多个小区的 服务器等管理设备中,例如核屯、网侧的服务器,或者是无边界网络解决方案(例如C-RAN) 中的超级控制器(SRC)/CloudBB(基带云)当中。此外,上文的装置400、500也可W是管 理多个小区的服务器等管理设备本身,其包含的具体常规组件与现有技术相同,本申请不 再寶述。 阳164] <第屯实施例〉
[01化]在上文的实施方式中描述用于无线通信的装置的过程中,显然还公开了一些处理 或方法。下文中,在不重复上文中已经讨论的一些细节的情况下给出运些方法的概要,但是 应当注意,虽然运些方法在描述用于无线通信的装置的过程中公开,但是运些方法不一定 采用所描述的那些部件或不一定由那些部件执行。例如,用于无线通信的装置的实施方式 可W部分地或完全地使用硬件和/或固件来实现,而下面讨论的用于无线通信的方法可W 完全由计算机可执行的程序来实现,尽管运些方法也可W采用用于无线通信的装置的硬件 和/或固件。 阳166] 图17示出了根据本申请的一个实施例的用于无线通信的方法的流程图,该方法 包括如下步骤:将多个小区中的每个小区划分为多个小区分区(S41) 及将多个上行导 频序列与各个小区分区对应来生成导频图样(S42),其中,基于对应相同上行导频序列的不 同小区分区之间的导频干扰生成所述导频图样。
[0167] 其中,在步骤S41中,可W根据小区中通信设备的分布状况来划分小区分区,并 且在小区分区的划分改变时再次执行步骤S42W重新生成导频图样。 阳168] 上述多个小区包括宏小区和小小区,并且小小区的分区数目比宏小区的小区分区 数目少。作为一个示例,也可W不对小小区进行分区,而将其整体作为一个小区分区。
[0169] 在一个示例中,在步骤S42中对已经分配了上行导频序列的小区分区计算其对所 有邻近小区分区的干扰,并向干扰最小的邻近小区分区分配相同的上行导频序列。
[0170] 上述方法可W在与多个小区对应的基站通信的中央节点处执行,并且如图17中 的虚线框所示,还可W包括将相应的导频图样通知各小区基站的步骤(S43)。 阳171] 此外,多个小区可W分别具有不同的开关状态,在步骤S42中针对不同的小区开 关状态组合来生成导频图样,并存储为映射表。在运种情况下,当小区开关状态发生变化 时,再次执行步骤S43W基于映射表来向各小区基站重新通知当前开关状态下的相应导频 图样。 阳172] 上述方法的细节已经在第五和第六实施例中进行了详细描述,在此不再重复。该 方法通过整体考虑小区之间的导频干扰来生成导频图样,可W显著减小导频污染,提高系 统性能。 阳173] <第八实施例〉
[0174] 下面参照图18描述根据本申请的一个实施例的电子设备600的结构框图,该电 子设备600包括:上行导频序列确定单元601,被配置为基于基站分配的上行导频序列的指 示信息确定电子设备600的上行导频序列;W及位置确定单元602,被配置为确定电子设备 600的地理位置变化,其中,在电子设备600的地理位置变化前后对应于不同的小区分区的 情况下,上行导频序列确定单元601基于基站分配的上行导频序列的指示信息更新电子设 备600的上行导频序列,更新的上行导频序列对应于电子设备600的地理位置变化后对应 的小区分区。
[0175] 运里,上行导频序列的指示信息可W是指示上行导频序列的索引(例如LTE标准 中的SRS-ConfigIndex),也可W是上行导频序列本身。例如,在LTE系统中,该指示信息可 W包含于基站发送的专用控制信令例如RRC信令当中。此外,该指示信息还可W包含于基 站发送的包含导频分配信息的广播信号当中。上行导频序列
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